CN206610623U - 一种轿车天窗声控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轿车天窗声控系统，包括主控芯片电路模块以及与主控芯片电路模块相连的音频采样电路模块和电机控制电路模块，所述的主控芯片电路模块、音频采样电路模块和电机控制电路模块均连接电源电路模块；所述的音频采样电路模块实时采集音频信号并发送至主控芯片电路模块，主控芯片电路模块将采集到的音频信号与指令关键词语音进行比对，根据匹配到的指令关键词语，主控芯片电路模块对应输出信号通过电机控制电路模块使天窗进行动作。本实用新型抗干扰能力强，能够简单灵活的控制轿车天窗，从而避免驾驶员手动操控过程中产生的驾驶分心，有效避免了交通安全隐患。

Description

一种轿车天窗声控系统

技术领域

本实用新型属于汽车电子领域，具体涉及一种轿车天窗声控系统。

背景技术

当前，人工智能与信息技术迅猛发展，用户渴望得到更加方便直接的电子产品体验，声控技术就是在此基础上得到了发展。用户可以直接利用语音识别控制相关执行器完成相应指令，从而实现语音控制或者操作电气设备。语音识别的关键在于处理器将语音信号转变为相对应的数字信号，通过模拟信号与数字信号之间的转变来达到人机通信的目的。

研究语音识别技术的最主要目的就是为用户提供舒适的生活，满足人类日益增长的物质文化需求。而如今，声控路灯、语音遥控器、语音开关等声控技术的产物已经广泛地融入人类的日常生活中，从而给人们提供了极大的便利。汽车科技智能技术的应用越来越广泛，驾驶员对于车辆操作的方便性和安全性要求也越来越高，尤其是面对复杂多变的交通状况，驾驶员手动操纵汽车电子设备时，容易产生分心，影响交通安全。由于基于语言识别的电子设备具有简便性、实时性和易操作性等特点，为交通安全提供了保障，所以汽车上需要更为简单灵活的操作方式来控制汽车电子设备，避免驾驶员分心产生的安全隐患。汽车声控技术是把语音识别技术应用到车辆控制中，以提高汽车的安全性能和操作的舒适性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种轿车天窗声控系统，通过声音控制轿车天窗的开启与关闭，从而避免驾驶员分心产生交通安全隐患。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：包括主控芯片电路模块以及与主控芯片电路模块相连的音频采样电路模块和电机控制电路模块，所述的主控芯片电路模块、音频采样电路模块和电机控制电路模块均连接电源电路模块；

所述的音频采样电路模块实时采集音频信号并发送至主控芯片电路模块，主控芯片电路模块将采集到的音频信号与指令关键词语音进行比对，根据匹配到的指令关键词语，主控芯片电路模块对应输出信号通过电机控制电路模块使天窗进行动作。

所述的音频采样电路模块包括宏晶公司生产的STC10L08XE单片机以及ICRoute公司生产的LD3320语音识别芯片。

主控芯片电路模块以宏晶公司生产的STC89C52芯片作为主控芯片，外部搭建有时钟电路、复位电路及电源电路。

所述的时钟电路采用晶振频率为11.0592MHz，电源电路采用LM2940三端稳压器搭建。

所述的复位电路包括0.1uf的非极性电容。

所述电源电路模块以LM2940-5V稳压芯片及REG1117-3.3V稳压芯片为核心进行搭建。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：事前设定好的指令关键词包括“开启天窗”、“关闭天窗”以及“暂停操控”等，音频采样电路模块实时采集音频信号，对音频依次进行预处理、提取特征代码、相似性度量、后处理等，将模拟信号转换为数字信号，当发出“车载音控”指令后，主控芯片电路模块将采集到的音频信号与指令关键词语音进行比对，若匹配吻合，根据匹配到的指令关键词语主控芯片电路模块对应输出信号发送至电机控制电路模块，电机控制电路模块控制电机正转、电机反转或制动，继而控制轿车天窗的开启、关闭或暂停。本实用新型抗干扰能力强，能够简单灵活的控制轿车天窗，从而避免驾驶员手动操控过程中产生的驾驶分心，有效避免了交通安全隐患。

附图说明

图1本实用新型的整体结构框图；

图2本实用新型语音识别流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明。

参见图1，本实用新型在结构上包括主控芯片电路模块2以及与主控芯片电路模块2相连的音频采样电路模块1和电机控制电路模块3，主控芯片电路模块2、音频采样电路模块1和电机控制电路模块3均连接电源电路模块4。其中，音频采样电路模块1用于采集和处理语音信息，音频采样电路1由STC10L08XE芯片与LD3320芯片组成，预先在音频采样的主控芯片STC10L08XE的编程中设置芯片的寄存器，将“车载音控”、“开启天窗”、“关闭天窗”、“暂停操控”等识别关键词语的内容动态地传入到语音识别芯片LD3320中。开启电源电路模块4后，音频采样电路模块1启动，对音频依次进行采集、预处理、提取特征代码、相似性度量、后处理等，将模拟信号转换为数字信号。采集到“车载音控”指令后，电源电路模块4为主控芯片电路模块2供电，主控芯片电路模块2处理语音信息，根据预设的“开启天窗”、“关闭天窗”、“暂停操控”等语音指令分别向电机控制模块3发出控制指令，电源电路模块4为电机控制模块3供电，电机控制模块3分别控制电机正转、电机反转、制动，继而控制轿车天窗的开启、关闭、暂停。音频采样电路模块1由STC10L08XE芯片与LD3320芯片组成，STC10L08XE芯片采用宏晶科技生产的单时钟/机器期(IT)的单片机，内部集成高可靠复位电路。工作电压：5.5V–3.8V/3.3V；工作频率：0～35MHz。“语音识别”专用芯片采用ICRoute公司设计生产LD3320芯片。该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等。主控芯片电路模块2模块采用宏晶科技生产STC89C52作为主控芯片。主控芯片电路模块2由时钟电路、复位电路、电源电路三部分构成。时钟电路由一个11.0592MHz的晶振和两个20pf的瓷片电容来共同搭建；复位电路由一个按键和两个阻值分别为18Ω和4.7kΩ的电阻及一个0.1uf的非极性电容组成；电源电路采用LM2940三端稳压器来搭建，LM2940是一款输出电压固定的低压差三端稳压器，输出电压5V，输出电流1A。最大输入电压26V，工作温度-40～+125℃。电源电路模块4用于为电子设备供给电能，使系统电路中的各个电路模块正常工作。

电源电路模块4以LM2940-5V稳压芯片和REG1117-3.3V稳压芯片为核心。

为了对本实用新型进一步的了解，现对其工作原理做出如下说明。

如图2所示，经过语音输入将采集到的音频信号预处理后提取特征代码，将所得到的语音特征参数进行训练后送入语音模式库，根据语音模式库对该段语音进行相似性度量，提取特征代码识别后得到初步识别结果，经过后处理得出识别结果。其中，预处理滤除原始语音信号中的次要信息及背景噪音等，包括抗混叠滤波、预加重、模/数转换、自动增益控制等处理过程，将语音信号数字化；提取特征代码对语音的声学参数进行分析后提取出语音特征参数，形成特征矢量序列。语音识别系统常用的特征参数有短时平均幅度、短时平均能量、线性预测编码系数、短时频谱等。特征提取和选择是构建系统的关键，对识别效果极为重要。

本实用新型采用STC89C52单片机作为语音控制系统的主控芯片，具有高抗静电性，宽电压输入，高抗干扰性，宽工作温度等优点。音频采样电路模块1采用的STC10L08XE芯片为高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，其指令代码完全兼容传统8051，速度快8-12倍，内部集成有高可靠复位电路，适用于高速通信，智能控制，强干扰场合。而LD3320芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路，无需外接任何的辅助芯片如Flash、RAM等，直接集成在现有的产品中即能够实现语音识别、声控、人机对话功能。

Claims (6)

1.一种轿车天窗声控系统，其特征在于：包括主控芯片电路模块(2)以及与主控芯片电路模块(2)相连的音频采样电路模块(1)和电机控制电路模块(3)，所述的主控芯片电路模块(2)、音频采样电路模块(1)和电机控制电路模块(3)均连接电源电路模块(4)；

所述的音频采样电路模块(1)实时采集音频信号并发送至主控芯片电路模块(2)，主控芯片电路模块(2)将采集到的音频信号与指令关键词语音进行比对，根据匹配到的指令关键词语，主控芯片电路模块(2)对应输出信号通过电机控制电路模块(3)使天窗进行动作。

2.根据权利要求1所述的轿车天窗声控系统，其特征在于：所述的音频采样电路模块(1)包括STC10L08XE单片机以及LD3320语音识别芯片。

3.根据权利要求1所述的轿车天窗声控系统，其特征在于：主控芯片电路模块(2)以STC89C52芯片作为主控芯片，外部搭建有时钟电路、复位电路及电源电路。

4.根据权利要求3所述的轿车天窗声控系统，其特征在于：所述的时钟电路采用晶振频率为11.0592MHz，电源电路采用LM2940三端稳压器搭建。

5.根据权利要求3所述的轿车天窗声控系统，其特征在于：所述的复位电路包括0.1uf的非极性电容。

6.根据权利要求1所述的轿车天窗声控系统，其特征在于：所述的电源电路模块(4)以LM2940-5V稳压芯片及REG1117-3.3V稳压芯片为核心进行搭建。